GRAVITACIÓN UNIVERSALGRAVITACIÓN UNIVERSAL

MIGUEL EXPÓSITO, ROCÍO MORENO, GABRIEL INFANTE, JOSÉ JAVIER MÁRQUEZ

(ALIAS JJ)

ÍNDICE 1. Posición de la Tierra en el Universo 1.1. Teoría geocéntrica 1.2.Teoría heliocéntrica 2. Leyes del movimiento planetario (Leyes de

Kepler) 3.Gravitación universal 3.1. Ley de la gravitación 3.2. Movimiento de los satélites 3.3. Trayectoria de los cometas 3.4. Las mareas 4.Satélites artificiales

1. Posición de la Tierra en el Universo

La Tierra es sólo un pequeño cuerpo sólido perdido en la inmensidad del espacio. Sus medidas como tamaño o masa son despreciables comparadas con las grandes magnitudes del universo, lo que significa que la Tierra no ocupa un lugar privilegiado.

1.1. Teoría geocéntricaLa teoría geocéntrica “coloca” a la Tierra en el centro del Universo; y a los astros (incluido el Sol) girando alrededor de ella.

Esta teoría fue formulada por Aristóteles, y estuvo en vigor hasta el siglo XVI, en su versión completada por Claudio Ptolomeo.

1.2.Teoría heliocéntricaLa teoría heliocéntrica fue propuesta por Nicolás Copérnico, que afirmaba que la Tierra y los demás planetas giraban en torno al Sol.

Sin embargo, fue Aristarco de Samos quien propuso esta teoría primero.Aristarco de Samos se había basado en medidas sencillas de la distancia de la Tierra al Sol, que determinaban que el tamaño del Sol era mucho mayor que el de la Tierra.

Por ésta razón, Aristarco propuso que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol y no al revés; lo que le convertía como el primer proponente del modelo heliocéntrico.

2. Leyes del movimiento planetario (Leyes de Kepler)

Estas leyes fueron enunciadas por Johannes Kepler, para describir matemáticamente el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol. Tras el aporte de Isaac Newton, fue posible advertir que estas leyes son una consecuencia de la llamada Ley de Gravitación Universal.

Primera Ley ( 1609) : Los planetas en su desplazamiento alrededor del Sol describen elipses, con el sol ubicado en uno de sus focos. Debe tenerse en cuenta que las elipses planetarias son muy poco excéntricas, y la diferencia entre las posiciones extremas de un planeta son mínimas (a la máxima distancia de un planeta al Sol se denomina afelio y lamínima perihelio). La Tierra, por ejemplo, en su mínima distancia al Sol se halla a 147 millones de km, mientras que en su máxima lejanía no supera los 152 millones de km.

Segunda Ley (1609): "El radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales". Esta ley implica que el radio vector barre áreas iguales en tiempos iguales; esto indica que la velocidad orbital es variable a lo largo de la trayectoria del astro siendo máxima en el perihelio y mínima en el afelio (la velocidad del astro sería constante si la órbita fuera un círculo perfecto).

Tercera Ley (1618): "Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital esdirectamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de su órbita elíptica".Donde,T es el periodo orbital(tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol),R la distancia media del planeta con el Sol y C la constante de proporcionalidad.Estas leyes se aplican a otros cuerpos astronómicos que se encuentran en mutua influencia gravitatoria, como el sistema formado por la Tierra y la Luna.Si se quisiera calcular el período de revolución de astros de otro sistema planetario, se debería aplicar otra expresión.

Esta ley generalizada tiene en cuenta la masa del planeta y extiende la tercera ley clásica a los sistemas planetarios con una estrella central de masa diferente a la del Sol. Comúnmente denominada tercera ley de Kepler generalizada.

3.2 MOVIMIENTOS DE LOS SATÉLITESEl movimiento de los satélites aunque también de los planetas y en general cualquier cuerpo que se encuentra en el universo, se debe a la Gravitación Universal que fue descubierta por Newton en 1867 y que surgió como modelo teórico que permitía estudiar, predecir y comprender el movimiento de los cuerpos celestes.

La fuerza gravitatoria se aplica entre los distintos cuerpos que se pueden encontrar en el universo.Ahora bien, debido a su pequeña intensidad y a su dependencia directa con la masa e inversa con el cuadrado de la distancia, normalmente basta con tener en cuenta los cuerpos celestes más próximos.

En el caso del Sistema Solar, a la hora de estudiar el movimiento de los planetas basta con considerar la fuerza gravitatoria solar, mientras que si se estudia el movimiento de un satélite, será la contribución del la gravitación del planeta en torno al que gira la que determinará la órbita.

3.3 TRAYECTORIA DE LOS COMETAS

Los cometas como cuerpo presente en el espacio cumplen la ley gravitacional.

Es un principio básico en la trayectoria de los planetas que a medida que aumenta la fuerza gravitacional el cuerpo va disminuyendo la excentricidad (Distancia entre el centro de la elipse y uno de sus focos) de las trayectorias.De menor a mayor excentricidad, las cónicas pueden ordenarse como sigue: circunferencia, elipse, parábola e hipérbola. Cuando un cometa se acerca al Sol puede ser atraído a este y, podrían llegar a ser absorbidos y exhibir órbitas elípticas, o solamente desviados siguiendo trayectorias parabólicas o hiperbólicas.

3.4. Las mareasUna marea es el cambio periódico del nivel del mar producido por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol sobre la masa de agua presente en la superficie terrestre. En la tierra este ciclo se repite en periodos de 12 horas (mareas semidiurnas) y de 24 horas (diurnas).

El litoral cambia de aspecto según la marea debido a la atracción gravitatoria de la Luna y el sol(en menor manera), haciendo que el caudal de las aguas ascienda o descienda en ciclos periódicos. Sino hubiera ningún astro alrededor de la Tierra, el nivel de agua no se alteraría.

Existen dos tipos de mareas:

Mareas vivas: Se produce cuando la Luna está entre el Sol y la Tierra las mareas son más intensas.

Mareas muertas: Cuando el sol está perpendicular al eje Tierra-Luna, se compensa la atracción lunar.

4.Satélites artificialesUn satélite artificial es una nave espacial fabricada en la Tierra enviada por un vehículo de lanzamiento que manda una carga útil.Los satélites pueden orbitar planetas, asteroides, etc.

Nacieron durante la Guerra Fría, ya que tanto la Unión Soviética y los Estados Unidos intentaron conquistar el espacio.

Sirven para comunicarse, intercambiar información y para experimentos científicos.